(Đồ án hcmute) nghiên cứu, thiết kế đầu phân độ không có dĩa chia

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ
ĐẦU PHÂN ĐỘ KHƠNG CĨ ĐĨA CHIA

GVHD: GVC. ThS. TRẦN QUỐC HÙNG
SVTH: PHẠM VĂN THỌ
MSSV: 11104028

SKL 0 0 3 9 6 4

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015

do an


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH


BỘ MƠN KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:

“ NGHIÊN CỨU – THIẾT KẾ

ĐẦU PHÂN ĐỘ KHƠNG CĨ ĐĨA CHIA ”

Giảng viên hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:

GVC. ThS. TRẦN QUỐC HÙNG
PHẠM VĂN THỌ

MSSV:

11104028

Lớp:
Khoá:

111040A
2011 - 2015

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2015

do an


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

Bộ môn công nghệ kim loại

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: PHẠM VĂN THỌ
Lớp: 111040A
Ngành đào tạo:
Kỹ Thuật Công Nghiệp

MSSV: 11104028
Khóa: 2011
Hệ: Đại Học Chính Quy

1. Tên đề tài:
Nghiên cứu , thiết kế đầu phân độ khơng có đĩa chia.
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:
Thiết kế đầu phân độ dùng cho các loại máy phay vạn năng trong xưởng trường.
3. Nội dung chính của đồ án: Đồ án bao gồm 5 chương:
- Chương 1: Giới thiệu về đề tài nghiên cứu.
- Chương 2: Giới thiệu tổng quan về đầu phân độ: Phân loại đầu phân độ, các phương pháp
phân độ, công dụng của đầu phân độ.
- Chương 3: Nghiên cứu về cơ cấu vi sai, ứng dụng của cơ cấu vi sai trong các ngành công
nghiệp.
- Chương 4: Tính tốn phân độ đầu phân độ khơng có đĩa chia: phân độ trực tiếp, phân độ
đơn giản, phân độ vi sai, phân độ phay rãnh xoắn.
- Chương 5: Tính tốn, thiết kế các bộ phận chính của đầu phân độ: trục vít – bánh vít, bánh
răng nón – răng thẳng, bánh răng trụ - răng thẳng, trục và then,…
4. Các bản vẽ:
- Bản vẽ chi tiết: 19 bản vẽ chi tiết A3.
- Bản vẽ lắp: 4 bản vẽ lắp A1.

5. Ngày giao đồ án: 20/03/2015
6. Ngày nộp đồ án: 20/07/2015
TRƯỞNG BỘ MÔN

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký, ghi rõ họ tên)

(Ký, ghi rõ họ tên)

 Được phép bảo vệ ……………………………………………
(GVHD ký, ghi rõ họ tên)

i

do an


LỜI CAM KẾT
-

Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ ĐẦU KHƠNG CĨ ĐĨA CHIA.
GVHD:
GVC. ThS. TRẦN QUỐC HÙNG
Họ tên sinh viên: PHẠM VĂN THỌ
MSSV:
11104028
Lớp: 111040A
Địa chỉ sinh viên: 39/5, Đường 10, Khu phố 4, phường Linh Chiểu, quận Thủ Đức,
Tp.HCM.

Số điện thoại liên lạc:
01627323659
Email:
Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): 20/07/2015
Lời cam kết: “Tơi xin cam đoan khố luận tốt nghiệp (ĐATN) này là cơng trình do
chính tơi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã
được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tơi
xin chịu hồn tồn trách nhiệm”.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 07 năm 2015
Ký tên

ii

do an


LỜI NĨI ĐẦU
Trong gia cơng cơ khí đầu phân độ được sử dụng và có đóng góp nhiều trong quá trình
sản xuất và chế tạo máy. Tuy nhiên, khi sử dụng đầu phân độ truyền thống thường gặp
nhiều phức tạp như việc tính tốn, ghi nhớ số vịng quay của tay quay và số lỗ trên đĩa chia.
Trong trường hợp sản xuất hàng loạt, việc sử dụng đầu phân độ vạn năng địi hỏi người
cơng nhân phải nhớ số phần phân độ trong thời gian dài, thường làm người công nhân sự
mệt mỏi dẫn đến sai sót. Những bất lợi đó làm hạn chế nhiều về độ chính xác gia cơng, tính
kinh tế và hiệu quả gia cơng.
Dựa trên cơ sở đó, để việc phân độ được đơn giản hơn và nâng cao hiệu suất làm việc,
đồ án chọn hướng thiết kế với nội dung: Nghiên cứu, thiết kế đầu phân độ khơng có đĩa chia
dùng cho máy phay vạn năng.
Nội dung đồ án chủ yếu với mục đích thiết kế kết cấu đầu phân độ khơng có đĩa chia
sử dụng cơ cấu hệ thống bánh răng vi sai để bù trừ sai số khi phân độ.
Tuy nhiên, mặc dù có cố gắng nhiều trong việc xây dựng ý tưởng nhưng nội dung đồ

án cịn nhiều thiếu xót và cịn nhiều điểm mới cần tìm hiểu thêm. Em rất mong nhận được
sự đóng góp, phê bình của các thầy (cơ) giáo và các bạn sinh viên đối với đồ án.
Em xin trân trọng cảm ơn Ban Chủ nhiệm Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy đã hết sức tạo
điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án này.
Đặc biệt, em xin trân trọng cảm ơn Thầy Trần Quốc Hùng đã tận tình hướng dẫn em
trong suốt quá trình xây dựng ý tưởng thiết kế và hoàn thành nội dụng đồ án.
Xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên, cổ vũ tinh thần và vật chất
cho bản thân trong suốt quá trình học tập và làm đồ án.
Sinh viên

Phạm Văn Thọ

iii

do an


TÓM TẮT ĐỒ ÁN
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ ĐẦU PHÂN ĐỘ KHƠNG CĨ ĐĨA CHIA.
Đầu phân độ khơng có đĩa chia là phụ tùng quan trọng của các loại máy phay vạn năng
trong các xưởng sản xuất cơ khí, nó mở rộng khả năng công nghệ của máy phay lên rất
nhiều. Trong gia cơng cơ khí, sử dụng đầu phân độ giúp phân chi tiết ra những phần bằng
nhau hoặc không bằng nhau, rất thuận lợi khi gia công các loại dụng cụ cắt, các loại bánh
răng,…
Đồ án gồm 5 chương, chủ yếu tập trung vào nghiên cứu đầu phân độ khơng có đĩa
chia, cách tính tốn phân độ, tìm hiểu về cơ cấu vi sai dùng trong đầu phân độ, cuối cùng là
tính tốn, thiết kế được bản vẽ lắp, từ đó thành lập thành tập các bản vẽ chi tiết của các bộ
phận, chi tiết chính của đầu phân độ khơng có đĩa chia.
Sau thời gian tìm hiểu, nghiên cứu và sự giúp đỡ của thầy cô trong khoa Cơ khí thì em
cũng đã hồn thành được bản vẽ lắp của đầu phân độ, tập bản vẽ các chi tiết chính. Tuy

nhiên, trong q trình thực hiện vẫn cịn nhiều thiếu xót, thiết kế chưa được chính xác tuyệt
đối. Nếu trong thời gian tới có cơ hội em sẽ tiếp tục nghiên cứu, phát triển đề tài, chế tạo
được mơ hình thử nghiệm và áp dụng kỹ thuật số vào trong đầu phân độ để gia cơng với độ
chính xác cao hơn.
Sinh viên thực hiện
Phạm Văn Thọ

ABSTRACT
RESEARCH, DESIGN DIVIDING HEAD WITHOUT AN INDEX PLATE.
Dividing head without an index plate is a critical parts of the universal milling
machine in the mechanical workshop, it extends the technological capabilities of milling up
a lot. In machining, using dividing head help divide workpiece out in equal shares or not
equal, very convenient at machined cutting tools, gears,…
Project includes 5 chapters, mainly focus on research dividing head without an index
plate, to calculate indexing, looking differential mechanism using dividing head, last is
calculate, design assembly drawings, from that establish detailed drawings of parts, details
of dividing head without an index plate.
After time looking, research and the help of teachers in Faculty of Machanical
Engineering, I also completed the assembly drawings, drawings of parts. However, in the
course of implementation are still many shortcomings, design isn’t absolute accuracy. If the
next time there is an opportunity, I will continue research, develop subject, built test models
and apply digital individing head to machined with high accuracy.

iv

do an


MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN ...............................................................................................................i

LỜI CAM KẾT ..................................................................................................................... ii
LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................................... iii
TÓM TẮT ĐỒ ÁN ................................................................................................................iv
MỤC ỤC .............................................................................................................................. v
ANH MỤC H NH V ........................................................................................................vi

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI ......................................................................... 1
1.1. Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài ...................................................................... 1
1.2. Mục tiêu đề tài ........................................................................................................... 1
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................. 1

1.3.1. Đối tượng nghiên cứu.............................................................................. 1
1.3.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................. 1
1.4. Kết cấu của đồ án ...................................................................................................... 1

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐẦU PHÂN ĐỘ .................................................. 2
2.1. Phân loại đầu phân độ................................................................................................ 2

2.1.1.
2.1.2.
2.1.3.
2.1.4.
2.1.5.

Đầu phân độ trực tiếp .............................................................................. 2
Đầu phân độ đơn giản ............................................................................. 3
Đầu phân độ vạn năng ............................................................................. 4
Đầu phân độ quang học ........................................................................... 5
Đầu phân độ nhiều trục ........................................................................... 6

2.2. Các phương pháp phân độ ......................................................................................... 7

2.2.1. Phân độ trực tiếp ..................................................................................... 7
2.2.2. Phân độ đơn giản ..................................................................................... 8
2.2.3. Phân độ vi sai .......................................................................................... 9
2.3. Công dụng của đầu phân độ .................................................................................... 10

2.3.1. Phay chi tiết nhiều mặt .......................................................................... 10
2.3.2. Phay rãnh thẳng và rãnh then hoa trên mặt hình trụ ............................. 12
2.3.3. Phay rãnh ở mặt đầu .............................................................................. 12
2.3.4. Phay bánh răng trụ răng thẳng .............................................................. 13
2.3.5. Phay rãnh xoắn ...................................................................................... 14
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CƠ CẤU VI SAI ..................................................... 17
3.1. Cơ cấu vi sai trong xe ô tô ....................................................................................... 17

3.1.1.
3.1.2.
3.1.3.
3.1.4.

Bộ vi sai mở - khi chuyển động thẳng .................................................. 19
Bộ vi sai trượt giới hạn kiểu ly hợp cluth – type LSD .......................... 19
Khớp nối dính (Viscous Coupling) ....................................................... 20
Vi sai khóa locking và vi sai cảm biến mô men Torsen ....................... 21
v

do an


3.1.5. Kết cấu của bộ vi sai ............................................................................. 22

3.1.6. Nguyên lý hoạt động ............................................................................. 23
3.2. Cơ cấu vi sai trong ngành cơ khí ............................................................................. 24

3.2.1. Cơ cấu vi sai trong cơ cấu chạy dao nhanh ........................................... 25
3.2.2. Cơ cấu vi sai trong máy phay lăn răng 5M324A .................................. 26
3.2.3. Cơ cấu vi sai trong máy doa ngang 2620B ........................................... 29
3.2.4. Cơ cấu vi sai trong máy tiện hớt lưng K96 ........................................... 32
CHƯƠNG 4:TÍNH TỐN PHÂN ĐỘ ĐẦU PHÂN ĐỘ KHƠNG CĨ ĐĨA CHIA.35
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.

Giới thiệu về đầu phân độ khơng có đĩa chia .......................................................... 35
Phân độ trực tiếp ...................................................................................................... 36
Phân độ đơn giản ..................................................................................................... 37
Phân độ vi sai........................................................................................................... 40
Phân độ phay rãnh xoắn .......................................................................................... 43

CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ ĐẦU PHÂN ĐỘ .................................... 47
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.

Tính tốn động lực học ............................................................................................ 47
Thiết kế bộ truyền bánh răng nón – răng thẳng ....................................................... 51
Thiết kế bộ truyền trục vít – bánh vít ...................................................................... 55

Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ - răng thẳng ......................................................... 58
Tính tốn thiết kế trục và then ................................................................................. 61

5.5.1. Tính trục ................................................................................................ 61
5.5.2. Tính then ............................................................................................... 64
5.5.3. Tính tốn ổ lăn....................................................................................... 65
5.6. Thiết kế vỏ hộp ........................................................................................................ 66
KẾT LUẬN .......................................................................................................................... 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 69

v

do an


DANH MỤC HÌNH VẼ
Trang
Hình 2.1: Đầu phân độ trực tiếp.........................................................................................3
Hình 2.2: Đầu phân độ đơn giản (sơ đồ động không gian) ................................................3
Hình 2.3: Đầu phân độ vạn năng .......................................................................................4
Hình 2.4: Đầu phân độ quang học .....................................................................................5
Hình 2.5: Đầu phân độ ba trục chính .................................................................................6
Hình 2.6: Gá đầu phân độ trực tiếp trên máy phay ............................................................8
Hình 2.7: Ụ phân độ đơn giản ............................................................................................8
Hình 2.8: Chạc bánh răng thay thế ....................................................................................9
Hình 2.9: Phay hình vng ..............................................................................................10
Hình 2.10: Phay hình vng bằng dao phay ngón ...........................................................11
Hình 2.11: Phay hình vng bằng dao phay mặt đầu ......................................................12
Hình 2.12: Sơ đồ gá dao phay để gia cơng rãnh thẳng ....................................................12

Hình 2.13: Phay rãnh ở mặt đầu ......................................................................................13
Hình 2.14: Gá dao theo đường tâm trục ..........................................................................13
Hình 2.15: Phay bánh răng trên máy có trục nằm ngang.................................................14
Hình 2.16: Gá chi tiết khi phay rãnh xoắn .......................................................................15
Hình 2.17: Chiều quay của dao và chi tiết gia công khi phay .........................................15
Hình 2.18: Chiều quay của bàn máy khi phay rãnh xoắn ................................................16
Hình 3.1: Cơ cấu vi sai trong xe ô tô ...............................................................................17
Hình 3.2: Bộ vi sai trong xe ô tơ ......................................................................................18
Hình 3.3: Sơ đồ chuyển động khi xe vào vịng cua .........................................................18
Hình 3.4: Bộ vi sai mở .....................................................................................................19
Hình 3.5: Bộ vi sai trượt giới hạn kiểu ly hợp cluth – type LSD ....................................20
Hình 3.6: Khớp nối dính ..................................................................................................20
Hình 3.7: Cấu tạo bên trong khớp nối dính .....................................................................21
Hình 3.8: Bộ vi sai Torsen ...............................................................................................22
Hình 3.9: Kết cấu và vị trí của bộ vi sai trong cầu chủ động .........................................23
Hình 3.10: Sơ đồ khi xe chạy thằng ...............................................................................24
Hình 3.11: Sơ đồ khi xe vào cua ......................................................................................24
Hình 3.12: Cơ cấu chạy dao nhanh dùng bộ vi sai ..........................................................25
Hình 3.13: Máy phay lăn răng 5M324A ..........................................................................27
Hình 3.14: Sơ đồ động máy phay lăn răng 5M324A .......................................................27
vi

do an


Hình 3.15: Bộ phận vi sai trong máy phay lăn răng 5M324A .........................................29
Hình 3.16: Sơ đồ động máy doa ngang 2620B ................................................................30
Hình 3.17: Sơ đồ cơ cấu thực hiện chạy dao hướng kính ................................................31
Hình 3.18: Sơ đồ động học hớt lưng dao phay lăn trụ .....................................................32
Hình 3.19: Sơ đồ động máy tiện hớt lưng K96 ................................................................33

Hình 3.20: Sơ đồ bộ vi sai trong máy K96 ......................................................................33
Hình 4.1: Sơ đồ động đầu phân độ khơng có đĩa chia .....................................................35
Hình 4.2: Bản vẽ lắp đầu phân độ khơng có đĩa chia (1) .................................................36
Hình 4.3: Bản vẽ lắp đầu phân độ khơng có đĩa chia (2) .................................................37
Hình 4.4: Sơ đồ động đầu phân độ khơng có đĩa chia, chia đơn giản .............................38
Hình 4.5: Bản vẽ hình cắt ................................................................................................39
Hình 4.6: Sơ đồ động đầu phân độ khơng có đĩa chia, chia vi sai ...................................41
Hình 4.7: Bản vẽ lắp đầu phân độ (3). .............................................................................42
Hình 4.8: Bản vẽ chạc bánh răng thay thế khi chia vi sai ................................................42
Hình 4.9: Sơ đồ phay rãnh xoắn ......................................................................................44
Hình 4.10: Sơ đồ động đầu phân độ khơng có đĩa chia, chia rãnh xoắn .........................45
Hình 4.11: Chạc bánh răng thay thế khi phay rãnh xoắn.................................................45
Hình 4.12: Sơ đồ hình thành xoắn ốc ..............................................................................46
Hình 5.1: – Sơ đồ tác dụng lực khi phay rãnh xoắn ........................................................47
Hình 5.2: Sơ đồ động khi phay rãnh xoắn .......................................................................50

vi

do an


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1. Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài:
Trong lĩnh vực gia công chế tạo cơ khí và đặc biệt là gia cơng các bề mặt phức tạp để
đạt được độ chính xác tương quan về hình dáng hình học thì chuyển động phân độ có ý
nghĩa đặc biệt quan trọng. Các thiết bị phân độ là một phần không thể thiếu của các máy
công cụ. Trong thực tế các cơ cấu phân độ đơn giản như: đầu phân độ trực tiếp, đầu phân độ
gián tiếp, đầu phân độ vạn năng, đầu phân độ quang học… đã được sử dụng khá phổ biến và
rộng rãi trong ngành chế tạo máy.
Hiện nay do đời sống người dân ngày được nâng cao, nhu cầu về sản xuất cơng nghiệp

tăng. Vì vậy cần phải thiết kế các loại đầu phân độ vạn năng chuyên dùng để giảm bớt sức
lao động của người công nhân nhưng vẫn đảm bảo năng suất làm việc cao, đảm bảo độ
chính xác, độ ổn định và độ tin cậy, kết cấu đơn giản, có tính kinh tế phù hợp với điều kiện
chế tạo và sử dụng của từng cơ sở sản xuất.
Trong điều kiện thực tế ở Việt Nam hiện nay, việc nghiên cứu, thiết kế và phát triển
các thiết bị phân độ đóng vai trị quan trọng cho ngành chế tạo máy nước nhà.
Vì vậy, đề tài tập trung vào việc Nghiên cứu, thiết kế đầu phân độ khơng có đĩa chia
sử dụng cơ cấu vi sai dùng trong máy phay vạn năng.
1.2. Mục tiêu đề tài:
 Thiết kế được bản vẽ lắp của đầu phân độ.
 Tính tốn, thiết kế chi tiết các bộ phận chính của đầu phân độ.
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu:
Đồ án nghiên cứu chính về đầu phân độ khơng có đĩa chia sử dụng cơ cấu vi sai gồm
hệ thống bánh răng côn.
1.3.2. Phạm vi nghiên cứu:
Đề tài chủ yếu tìm hiểu, thu thập thơng tin và chọn lọc nguồn tài liệu từ sách giáo
trình, tài liệu tiếng việt và tiếng anh, video clip, hình ảnh trên internet, tìm hiểu thực tế đầu
phân độ ở xưởng trong trường.
1.4. Kết cấu của đồ án:
Nội dung đồ án gồm 5 chương:
 Chương 1: Tổng quan về đề tài.
 Chương 2: Giới thiệu về đầu phân độ.
 Chương 3: Nghiên cứu cơ cấu vi sai.
 Chương 4: Tính tốn phân độ đầu phân độ khơng có đĩa chia.
 Chương 5: Tính tốn, thiết kế đầu phân độ khơng có đĩa chia.
Kết luận và đưa ra đề xuất (nếu có).
1

do an

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐẦU PHÂN ĐỘ
Đầu phân độ là phụ tùng quan trọng của các máy phay công xơn mà đặc biệt là các
máy phay vạn năng, nó mở rộng khả năng công nghệ của máy lên rất nhiều[2]. Người ta sử
dụng đầu chia độ vòng tròn ra nhiều phần đều nhau hoặc không đều nhau, cách nhau một
góc độ nào đó. Cơng việc phân độ thường gặp trong khi gia công các chi tiết sau:
 Phay các rãnh trên mặt ngồi của chi tiết trụ trịn, ví dụ: răng dao doa, răng dao phay,
rãnh taro, bánh răng, trục then hoa,…
 Phay các cạnh của chi tiết có dạng khối đa diện, ví dụ: mũ ốc, đầu bu lông, chuôi
taro,…
 Phay các rãnh trên mặt đầu của chi tiết trụ trịn, ví dụ: răng đầu mút của dao phay trụ
đứng, răng của đĩa tục kết,…
 Phay các rãnh trên mặt cơn, ví dụ: phay bánh răng cơn, phay răng của dao phay
góc,…
 Khoan các lỗ trên mặt đĩa, ví dụ: chế tạo đĩa phân độ.
 Khắc vạch trên vịng du xích của máy cơng cụ,…
Những bộ phận chính của đầu phân độ: Đầu phân độ phổ biến bao gồm cơ cấu truyền
động chính bằng trục vít – bánh vít, các bộ phận phụ như tay quay, kim cài, trục chính, hệ
thống bánh răng, vỏ hộp,…
2.1. Phân loại đầu phân độ:
2.1.1. Đầu phân độ trực tiếp:
Trong nhiều công việc phay dùng cách phân độ trực tiếp, thì đầu phân độ trực tiếp có
năng suất và kinh tế hơn. Trên hình 2.1 là đầu phân độ với góc quay của trục chính được
tính theo đĩa có 12 khoảng chia, và do đó ta có thể chia chi tiết ra 2, 3, 4, 6 và 12 phần bằng
nhau.
Trong thân 6 có trục chính quay, ở đầu phải của trục chính có mâm cặp tốc 7. Mũi
tâm 8 đặt trong trục chính. Đầu trái của trục chính có lắp đĩa 4, trên đó có 12 rãnh cách đều
nhau. Chức năng của đai ốc 2 là điều chỉnh khe hở trong ổ bi của trục chính. Dùng tay quay
3 để quay đĩa. Sử dụng đĩa 4 để hãm trục chính khỏi quay, đĩa này được định vị ở vị trí cần

thiết nhờ cần hãm 1. Vỏ 5 có tác dụng chắn cho phoi và bụi rơi vào các bộ phận bên trong
đầu. Ụ sau 10 dùng để giữ mút thứ hai của chi tiết gia cơng. Mũi tâm 9 của ụ sau có thể dịch
chuyển theo phương dọc nhờ vô lăng 12 và được kẹp chặt ở vị trí cần thiết bằng vít 11. Loại
đầu chia như vậy cũng được chế tạo với trục chính thẳng đứng.

2

do an


Hình 2.1 – Đầu phân độ trực tiếp
2.1.2. Đầu phân độ đơn giản:
Ở đầu phân độ đơn giản, người ta chia độ theo một đĩa chia cố định, còn tay quay của
đầu phân độ này nối với trục chính qua một bộ truyền bánh vít – trục vít. Sơ đồ động khơng
gian của đầu phân độ đơn giản được trình bày trên hình 2.2.

Hình 2.2 – Đầu phân độ đơn giản (sơ đồ động khơng gian).
Thường thì số răng của bánh vít trong các đầu phân độ đơn giản là 40, cịn trục vít có
một đầu mối. Như vậy muốn cho trục chính quay được trọn một vịng thì ta phải quay tay
quay (trục vít) 40 vịng. Nếu trục chính quay 1/2 vịng thì tay quay phải quay 20 vịng
v.v…Số vịng quay của tay quay cần để cho trục chính quay được một vịng gọi là đặc tính
của đầu phân độ và được ký hiệu bằng chữ N. Số vòng quay n của tay quay cần thiết để có
số khoảng chia của chi tiết được xác định bằng công thức sau:

n
Trong đó:
3

do an

N
z


N: đặc tính của đầu phân độ.
z: số khoảng chia cần thiết của chi tiết.
Thay N = 40 ta có:

n

40
z

2.1.3. Đầu phân độ vạn năng:

Hình 2.3 - Đầu phân độ vạn năng.
Trên hình 2.3 là loại đầu phân độ vạn năng. Thân 10 gắn trên đế ngang 20 (nối liền
với hai cánh cung 9). Nếu nới lỏng các đai ốc, ta có thể quay hộp đi một góc theo thang chia
độ và du xích 12. Ở đế có 2 rãnh hở (song song với trục chính) dùng để kẹp chặt đầu phân
độ với bàn máy. Trong thân lắp trục chính có lỗ thơng suốt. Hai đầu mút trục chính được gia
cơng thành cơn mc. Ở đầu trước của trục chính lắp mũi tâm 21, còn ở đầu sau lắp trục gá
để chia độ vi sai. Ở đầu trước của trục chính có ren và vành định tâm 7 để kẹp mâm cặp ba
vấu tự định tâm hoặc mâm cặp tốc. Ở vai của trục chính, người ta gắn vành chia độ 8 có 24
lỗ. Ở phần giữa của trục chính có bánh vít (ở mặt đầu của bánh vít có một rãnh trịn để cắm
chốt kẹp 11). Bánh vít nhận chuyển động quay từ trục vít. Trục vít nằm trong ống lệch tâm
và khi quay (bằng tay quay) ống lệch tâm thì trục vít có thể ăn khớp hoặc khơng ăn khớp
với bánh vít. Đĩa chia độ được lắp trên một trục đã lắp sẵn vào ổ bi trượt (ổ bi trượt nằm
trong nắp đậy 19). Nắp đậy được bắt chặt vào thân 10 và được kẹp cố định vào đế. Hình
quạt 18 gồm thước 14 và vít kẹp 13 (nhờ vít kẹp 13, có thể định vị các thước theo những
góc cần thiết), ln ln được ép chặt vào đĩa chia độ nhờ một lò xo. Vòng đệm lò xo giữ

cho hình quạt tránh hiện tượng tự quay.
Trục truyền động cơ khí 16 (từ máy phay) lắp trong ổ bi trượt và đặt trong bạc 15,
bạc này bắt chặt lên nắp đậy 19. Ở cuối trục này có bánh răng côn luôn luôn ăn khớp với
bánh răng côn trên trục của đĩa chia độ. Dùng chốt 17 để định vị đĩa chia độ ở các vị trí cần
4

do an


thiết. Mũi tâm của ụ sau có thể dịch chuyển theo hai phương đứng và ngang. Thân 2 nằm
trên đế 24 và được gắn với thanh răng bằng chốt. Bằng cách quay đầu của trục răng ta có thể
di chuyển thân lên phía trên và quay nó xung quanh tâm của chốt. Ụ sau được kẹp trên bàn
máy ở các vị trí cần thiết bằng đinh ốc và mũ ốc. Khi quay vơ lăng 1 (được kẹp trên trục
vít), nịng 3 dịch chuyển cùng với mũi tâm vát 4.
2.1.4. Đầu phân độ quang học:
Đầu phân độ quang học được dùng khi cần chia đặc biệt chính xác, nó cũng dùng để
kiểm tra việc chia độ.

Hình 2.4 – Đầu phân độ quang học.
a) Dạng bề ngoài của đầu phân độ.
b) Mặt cắt theo trục chính.
c) Thị trường của thị kính với góc chia 9o25’.
Theo hình dạng ngồi thì đầu phân độ quang học cũng giống đầu phân độ cơ khí.
Đầu phân độ quang học gồm hộp (thân) ngoài 4 gắn chặt trên bàn máy, và trục chính 11 lắp
trong các ổ bi 10 và 13 nằm trong phần quay 3 của đầu phân độ. Trục vít 12 gắn với vơ lăng
1 truyền chuyển động quay cho bánh vít 8. Bánh vít 8 (và trục chính) có thể được kẹp ở bất
kỳ vị trí nào nhờ tay quay 2 (tay quay 2 nối với vịng đệm ép 9). Trục vít 12 và bánh vít 8
chỉ có tác dụng để quay trục chính, sai số của chúng khơng ảnh hưởng đến độ chính xác làm
việc của đầu.
Một đầu của trục vít lắp trong bạc lệch tâm 7, nên có thể hạ trục cùng với trục vít

xuống, sau đó nhả khớp với bánh vít, cho phép quay nhanh trục chính bằng tay. Bên trong
hộp có thang chia độ 360o. Ở phía trên của đầu phân độ có kính hiển vi 5. Trong hệ quang
học của kính hiển vi có thang cố định 6 gồm 60 phần với độ chia là 1’. Các độ chia này có
5

do an


thể thấy rõ trong thị kính và theo kinh nghiệm ta có thể tính được các độ chia ấy với độ
chính xác là 1/4 phút.
Quay trục chính đi một góc cần thiết nhờ vô lăng 1, và để định vị chính xác hồn
tồn hãy quay từ từ đầu con lăn nối với vơ lăng 1 qua cặp bánh răng cơn.
Góc quay trục chính cũng được xác định như trường hợp chia độ trực tiếp bằng đầu
chia độ cơ khí theo công thức sau:

360 o

z
Nếu cho biết bước chia đo trên một vịng trịn xác định, thì góc quay  sẽ được xác
định theo cơng thức:

P.360 o

 .D
Ở đây:

 - góc quay, độ.
P – bước chia, đo trên một vòng tròn có đường kính D, mm.
D – đường kính chi tiết gia công, mm.

Khi dùng đầu phân độ, nên nhớ rằng các góc quay kế tiếp nhau được cộng gộp lại
cho nên cần phải lập trước một bảng đầy đủ tất cả các góc quay của trục chính của đầu phân
độ.
Ví dụ: Khi chia ra z = 51 phần thì bảng cần có 50 dịng (quay lần thứ nhất 1 =
7 03’32’’, quay lần thứ hai 2 = 14o07’04’’,…
o

2.1.5. Đầu phân độ nhiều trục:
Đầu phân độ nhiều trục chính sử dụng có hiệu quả khi gia cơng các chi tiết nhỏ với số
lượng nhiều. Có các loại như sau:
 Đầu phân độ hai trục chính.
 Đầu phân độ ba trục chính.
 Đầu phân độ bốn trục chính.

6

do an


Hình 2.5 – Đầu phân độ ba trục chính.
2.2. Các phương pháp phân độ:
Tùy theo yêu cầu công việc và tùy mức độ chính xác cần thiết, có thể áp dụng một
trong các phương pháp sau:
 Phân độ trực tiếp.
 Phân độ đơn giản.
 Phân độ vi sai.
 Phân độ phay rãnh xoắn.
2.2.1. Phân độ trực tiếp:
Nguyên tắc của phương pháp phân độ trực tiếp là từ mẫu chia (tức đĩa phân độ) đến
chi tiết gia cơng có quan hệ trực tiếp, không thông qua một cơ cấu trung gian chuyển tiếp

nào. Đĩa phân độ quay bao nhiêu thì chi tiết gia công quay bấy nhiêu.
Với phương pháp này, số phần chia cũng như sai số hoàn toàn phụ thuộc vào đĩa
phân độ, tính vạn năng kém và độ chính xác thấp. Tuy nhiên ưu điểm của nó là đơn giản,
giá thành rẻ, thao tác dễ dàng. Trong các đồ gá quay chuyên dùng, thường áp dụng nguyên
tắc này (ví dụ: gá khoan các lỗ dầu ở rãnh pít tơng ô tô).
Để mở rộng phạm vi sử dụng, có thể thay đổi các đĩa phân độ thay thế có số lỗ khác
nhau.
Ví dụ: đĩa có 24 lỗ thì đĩa chia được 2, 3, 4, 6, 8, 12, 24 phần bằng nhau, đĩa có 30 lỗ
thì chia được 2, 3, 5, 6, 10, 15, 30 phần đều nhau,…

7

do an


Hình 2.6 – Gá đầu phân độ trực tiếp trên máy phay.
2.2.2. Phân độ đơn giản:
Nguyên tắc của phân độ giản đơn là giữa chuyển động của tay quay phân độ với chi
tiết gia cơng có quan hệ giảm tốc nhằm mục đích thu nhỏ sai số biểu hiện trên chi tiết,
không phải chịu mức sai số nhiều như bản thân đĩa phân độ, đồng thời số phần chia cũng
được nhiều hơn.
Ví dụ: Với N = 40, muốn chia vịng trịn ra 2 phần đều nhau thì tay quay phải quay:
40
 20 vịng.
2

Ta có cơng thức tổng qt : n 
Trong đó:

N

Z

n – số vịng quay khi phân độ
N – đặc tính của đầu phân độ (thường N = 40).
Z – số phần cần chia đều.

Hình 2.7 - Ụ phân độ đơn giản.
Đĩa phân độ có nhiều hàng lỗ với số lượng lỗ khác nhau. Cơ cấu mở góc dùng làm
chuẩn đánh dấu để khỏi nhầm lẫn trong khi phân độ.

8

do an


Ví dụ: Đầu phân độ có N = 40, cần phay khối 7 cạnh đều. Như vậy mỗi lần phân độ
chi tiết phải quay 1/7 vòng. Tay quay ụ phân độ phải quay:
n

N
40
5
5
lỗ

 5   5 vòng 
Z
7
7
21

Cụ thể là: Điều chỉnh cho chốt định vị nằm vào hàng lỗ có 21 lỗ. Mỗi lần phân độ tay
quay quay 5 vòng cộng thêm 15 lỗ nữa (cắm chốt vào lỗ thứ 16).
2.2.3. Phân độ vi sai:
Trong những trường hợp mà phân độ đơn giản khơng thực hiện được thì ta phải dùng
tới phương pháp phân độ vi sai, với việc lựa chọn bộ bánh răng thay thế để bù trừ sai số khi
phân độ.

Hình 2.8 – Chạc bánh răng thay thế.
Cấu tạo của đầu phân độ vi sai thực hiện yêu cầu trên như sau: quay tay quay làm bộ
truyền trục vít – bánh vít quay, truyền chuyển động đến trục chính (chi tiết gia cơng) quay
với với tỷ số giảm tốc

1
. Giữa trục chính và trục trục phụ có lắp bộ bánh răng thay thế
40

a c
. làm cho trục phụ quay, thông qua cặp bánh răng côn làm cho đĩa phân độ quay.
b d

+ Cách tính tốn phân độ vi sai:
Đầu tiên, ta chọn Zx gần bằng Z (số phần cần chia đều). Zx gọi là cho phần chia giả
thiết.
Tỷ số truyền động từ trục chính đến trục phụ của đầu phân độ sẽ là:
i

Z Z
Z Z
a c

.  N. x
 40. x
b d
Zx
Zx

Bánh răng a lắp ở trục chính, b và c lắp trên chạc bánh răng, d lắp ở trục phụ của đầu
phân độ.

9

do an


- Nếu Zx > Z thì i > 0 tức là đĩa phân độ phải quay cùng chiều với trục chính để bớt
phần lẻ đi.
- Nếu Zx < Z thì i < 0 tức là đĩa phân độ phải quay ngược chiều với trục chính để bù
thêm phần lẻ. Trường hợp này phải lắp thêm bánh răng trung gian vào xích truyền động để
thay đổi chiều quay.
Ví dụ: Muốn phay một bánh răng có 111 răng trên đầu phân độ có N = 40. Tính bánh
răng lắp ngoại ở xích truyền động, chọn đĩa phân độ và số vòng quay khi phân độ như sau:
Chọn Zx =120
i

Z Z
Z Z
a c
120  111
9
3

.  N. x
 40. x
 40.
 40.

b d
Zx
Zx
120
120 1

Chọn bánh răng thay thế:
a c 3 3000 60 50
.  
 .
b d 1 1000 25 40

Vì 120 > 111 nên không cần bánh răng trung gian (đĩa phân độ sẽ quay cùng chiều
với trục chính). Bánh răng a lắp ở cuối trục chính, bánh răng d lắp ở cuối trục phụ và hai
bánh răng b và c lắp chung trên một trục trung gian gắn trên chạc bánh răng.
- Số vòng quay của tay quay khi phân độ là:
n

40 40 1 10

 
Z 120 3 30

Ta sẽ quay tay quay đi 10 lỗ trên hàng lỗ 30 và cắm chốt vào lỗ thứ 11.
2.3. Công dụng của đầu phân độ:

2.3.1. Phay chi tiết nhiều mặt:
Tùy theo kết cấu và số lượng của loạt chi tiết, khi gia công các chi tiết nhiều mặt (3
mặt, 4 mặt, 5 mặt,…), người ta có thể sử dụng dao phay đĩa, dao phay ngón, dao phay trụ,
dao phay mặt đầu hoặc tổ hợp dao phay đĩa.
Ví dụ: Cần phải phay các mặt hình vng như các mặt của đi dao doa hoặc đuôi
taro. Người ta sẽ phay trên máy phay ngang bằng dao phay ngón có sử dụng đầu phân độ
vạn năng.

Hình 2.9 – Phay hình vng.
10

do an


- Hình 2.10 là sơ đồ gá chi tiết để phay hình vng bằng dao phay ngón.
- Hình 2.11 là sơ đồ gá chi tiết để phay hình vng bằng dao phay mặt đầu.
Sau khi phay xong một mặt, hãy quay trục chính của đầu phân độ cùng với chi tiết đi
một góc 90o và phay mặt thứ 2,…
Nếu góc giữa các bề mặt AB và BC của chi tiết bằng β thì sau khi gia cơng bề mặt
này, phải quay chi tiết đi một góc  (hình 2.9) để gia cơng tiếp.
 = 180o - β
Góc  có thể quay bằng phương pháp chia trực tiếp.
Bây giờ ta xác định số vòng quay n của tay quay ứng với góc quay của trục chính là
. Nếu giả sử tay quay quay được 40 vịng thì trục chính quay được một vịng, tức là 360o
khi đó số vịng quay của tay quay được xác định một cách dễ dàng như sau:
40
n
 o
o
360



Từ đó ta có:
n

40.
360

Hình 2.10 – Phay hình vng bằng dao phay ngón

11

do an


Hình 2.11 – Phay hình vng bằng dao phay mặt đầu
Đối với chi tiết nhiều mặt, cũng có thể gia công bằng tổ hợp dao phay. Nếu số lượng
chi tiết nhiều thì dùng phương pháp này đạt độ chính xác và năng suất cao hơn khi phay
bằng một dao phay.
2.3.2. Phay rãnh thẳng và rãnh then hoa trên mặt hình trụ:
Trong trường hợp này, ngoài việc chia độ, một vấn đề khá quan trọng là việc gá dao
chính xác so với chi tiết.

Hình 2.12 – Sơ đồ gá dao phay để gia công rãnh thẳng
2.3.3. Phay rãnh ở mặt đầu:
Cần phải phay hai rãnh trên trục, tiến hành trên máy phay ngang, kẹp chi tiết trên
mâm cặp ba chấu của đầu phân độ có trục chính ở vị trí thẳng đứng (Hình 2.13).

12

do an


Hình 2.13 – Phay rãnh ở mặt đầu.
Vị trí chính xác của rãnh so với đường tâm trục, cần phải chọn dao phay có chiều
rộng nhỏ hơn chiều rộng của rãnh. Sau khi định vị và kẹp chặt chi tiết trên mâm cặp ba
chấu, thì tiến hành gá dao theo tâm của chi tiết bằng thước góc (Hình 2.14).

Hình 2.14 – Gá dao theo đường tâm trục.
2.3.4. Phay bánh răng trụ răng thẳng:
Khi cần gia công bánh răng trên máy phay ngang. Để thực hiện được công việc này
ta cần phải có những phụ tùng và dụng cụ sau: Đầu phân độ, ụ động, mâm cặp tốc, tốc kẹp,
mũi tâm của đầu phân độ và của ụ động .Trục gá chi tiết, trục gá dao với các vòng đệm, dao
phay đĩa modul, thước đo chiều dài răng, trục kiểm tra, đồng hồ so, dưỡng.

13

do an


Hình 2.15 – Phay bánh răng trên máy có trục nằm ngang.
Khi gia công bánh răng sử dụng đầu phân độ có trục chính nằm nang. Đầu phân độ,
chi tiết gia cơng và dao được gá lắp như (Hình 2.15). Trục gá được định vị trên hai mũi
tâm của đầu phân độ và ụ động, ở cuối trục chính của đầu phân độ có lắp trục chính của
mâm cặp tốc và mâm cặp này truyền chuyển động từ trục chính cho chi tiết.
2.3.5. Phay rãnh xoắn:
Phay rãnh xoắn là một trong những ngun cơng phức tạp có sử dụng đầu phân độ.
Trong q trình gia cơng rãnh xoắn, dao phay thực hiện chuyển động phay nhanh; chuyển
động này xác định tốc độ cắt. Chi tiết gia cơng có hai chuyển động đồng thời:
- Chuyển động quay của phôi.

- Chuyển động tịnh tiến của bàn máy.
Rãnh xoắn trái hoặc rãnh xoắn phải đều có thể gia cơng bằng dao phay ngón trên
máy phay đứng và bằng dao phay đĩa trên máy phay ngang (Hình 2.16).

14

do an


Hình 2.16 – Gá chi tiết khi phay rãnh xoắn.

Hình 2.17 – Chiều quay của dao và chi tiết gia công khi phay.
Khi phay rãnh xoắn phải chiều quay của dao và chi tiết gia cơng được thể hiện trên
(Hình 2.17a) và rãnh xoắn trái trên (Hình 2.17b). Khi diều chỉnh máy phay và đầu phân độ
gia công rãnh xoắn cần phải :
- Xác định giá trị của góc và hướng quay của máy.
- Xác định số răng của bánh răng thay thế để đảm bảo số vòng quay của chi tiết gia
cơng. Khi phay rãnh xoắn chỉ chính xác trong trường hợp mặt phẳng phay của dao phay đĩa
trùng với phương của rãnh xoắn.
Để đảm bảo điều kiện đó bàn máy phải quay đi một góc bằng góc nghiêng của rãnh
xoắn và được xác định bằng công thức :
tg 

15

do an

D.
P